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太阳能热水系统在建筑中应用方式分析

信息来源:eoozoo.com  时间:2010-06-28  浏览次数:117

  太阳能作为一种新能源,是一种清洁无污染的可再生能源。太阳能热水系统是以吸收太阳辐射能为热源,将太阳能转为热能以达到加热水的目的的整套装置,包括太阳能集热装置、储热装置、循环管路装置等。由于太阳能热水系统在全年运行中受天气的影响很大,其独立应用存在间歇性、不稳定性和地区差异性,在太阳能应用中除利用集热器将太阳能转换成热能外,应采取热水保障系统(辅助加热系统)和储热措施来确保太阳能热水系统全天候稳定供应热水。
  太阳能热水系统在建筑中应用方式分析
  太阳能供热水系统按其集热、储热和辅助加热方式分为三种:1.单机太阳热水器,即分户集热、储热、辅助加热;2.集中式中央太阳能供热水系统,即集中集热储热、集中辅助加热或分户辅助加热;3.半集中方式,即集中集热、分户储热和辅助加热。
  1.单机入户系统
  家用太阳热水器的特点是用户单独安装、独立使用,太阳能热水系统相对简单,且互不干扰。由于不存在计费问题,物业管理方便,但用户辅助加热部分耗能大,综合造价与同档次的中央热水系统相比相对较高;因无可靠的回水系统,供水管路存水变凉造成热能浪费,热水资源无法共享使系统资源不能充分利用;系统管道较多,与建筑配合难度较大。该系统适用于统一安装的多层建筑。
  单机入户的供水系统中有两种形式,一种是集热器与水箱一体,白天水在集热器中加热后存储在水箱中,用水时采用落水法或顶水法取水;另一种为分体式系统,换热介质通过循环泵在集热器和水箱内换热盘管中循环,将太阳热能传递到水箱中,用水时靠自来水水压将热水顶出。该种形式水箱与集热器分离,容易与建筑配合以实现与建筑的一体化。
  2.集中集热储热系统
  集中式中央太阳能供热水系统的特点是集成化程度高,集中储热方式利于降低造价并减少热损失,辅助加热系统集中利于补热;热水系统供应管路简单,合理的干管循环回水保证供水品质,实现各用水终端即开即热;对于住宅小区,集中式系统相对分户系统有初期投资少、集成化程度高的优势,模块化的集热器与建筑结合也比较美观。但该类系统集中运行一旦出现故障,用户热水将不能得到保证,且用户使用前需放出较多冷水。该系统在用水时间上可能受系统运行方式影响,当24小时供热水运行费用太高时,改用定时供热水将使用户用热水受到限制。
  为解决以上问题,可在上述系统中将集中辅助加热方式改成分户加热方式。该方式运行成本低,能实现太阳能热水的免费供应,但同时也会出现个别用户大量使用热水造成其他用户的热水量减少的现象,需采用经济手段解决用水平衡。
  该方式在用水时间上不受限制,能实现24小时供热水,而且集热系统出现故障也不会对用户使用造成影响。
  3.半集中式系统
  该类系统类似于中央空调系统。集热器集中集热,循环泵将热水输送到每个用户的承压水箱中,通过换热盘管对水箱中的水加热。当需要用水时,若水箱中的水温没有达到设定温度时启用辅助加热;各户单独使用,热水资源分配均匀,且白天部分用户用掉箱中热水后,水箱中的冷水还可以得到一定的热能;集热部分可承压运行,系统闭式循环可避免因水质引起管路和集热器结垢,运行控制方式简单。该系统的最大特点是将热水储存于每户中,这样可以减少水箱占用屋面或地下室面积,整个系统的管路在建筑中也不影响建筑美观。此系统目前并无应用实例,属创新概念。
  太阳能热水系统与建筑一体化设计
  太阳能集热器的优越性早为人们所认同,并有多年的使用经验。但在住宅建筑中往往将其作为一种设备支架或挂附在建筑物的墙面、屋面上,其特立独行的模样影响了建筑的观瞻,以至于许多地区从整顿市容的角度出发要求拆除群众自发安装的太阳能集热装置。怎样解决好上述问题,既有效利用太阳能又美化建筑环境,这已成为广大业内人士十分关注的问题。
  太阳能与建筑一体化是太阳能利用健康发展的必由之路。国家发改委、建设部对此十分关注、支持,相继在全国范围内建立了一批太阳能与建筑一体化试点工程项目,对这一事业的发展起到了积极推动的作用。
  要做好太阳能热水系统与建筑的一体化设计,应从太阳能集热器的选择和安装方式两方面着手,以下分别加以阐述。
  1.太阳能集热器选择
  集热器产品主要有平板式、全玻璃真空管式、热管式、U型管式几种,应根据当地气候特点以及安装要求来选择适当的集热器。

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